最近,一線城市正在經曆又一波房價急速攀升的過程,于是近期“房事”成了大家茶餘飯後最常談起的話題之一。無論是在報紙、網絡還是電視等媒體上,專家們也都在探讨和分析原因,其中經常會提起一個詞“剛性需求”。這不由的讓我聯想起了我們機械加工中對“剛性”的需求。所以,我們今天就來談談“剛性”。
那麼,在機械加工中物理學概念的“剛性”怎麼理解呢?簡言之,“物體在受力時,其抵抗變形的能力大小。”比如相同直徑(Φd)、相同懸長(L)的兩根懸臂梁,在受力(F)也相同的情況下,變形量(δ)小的剛性就好。
道理似乎很簡單,那它對我們機械加工中刀具的選擇有什麼實際指導意義呢?且看下文分解。
首先看一下“剛性”的理論公式:
F- 力
δ- 撓度,即變形量
π- 圓周率,常數
E-彈性模量,由材料決定
d-直徑
l- 懸長
從上面公式看,有3個可變量,即d、l和E,所以要想提高剛性隻能從這3個方向入手。
1、在滿足加工要求的情況下,盡量選擇直徑d大的刀具。由于是4次方的關系,放大效果會非常明顯。例如直徑增大1倍,理論上剛性會增大至16倍,所以不容小觑;
2、在滿足加工要求的情況下,盡量使刀具懸長l縮短;
3、在刀具直徑和懸長都限定的情況下,可以考慮改變刀具材料,即改變彈性模量E,選擇彈性模量大的材料,如硬質合金。
另外,在我們選擇镗刀時經常會考慮長徑比(即長度和直徑之比),其實質是在考慮镗杆的剛性,其理論基礎也出自此公式。
還有,現在機床主軸的發展趨勢是兩面定位(如BBT、HSK等),即刀柄與主軸連接時錐面與端面同時貼緊,其不僅提高了連接精度,其實對剛性的提升更為明顯。其實質是增加了刀柄和主軸的連接直徑。
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